遼寧省撫順市德才高級中學 陳貴軍
筆者在從事一線教學過程中,講授高中數(shù)學人教B版選修4-4 《極坐標與參數(shù)方程》時,發(fā)現(xiàn)同學們在2.2.1直線的參數(shù)方程中,應用參數(shù)t的意義求解問題始終不能得心應手,不少同學只是機械的記憶與模仿例題去解題,不知其所以然。筆者認為,其直接原因是同學對參數(shù)t意義理解不透徹,而導致這種現(xiàn)象的根本原因是直線參數(shù)方程的推導過程中,沒有突出參數(shù)t的意義造成的。本文中,介紹一下筆者認為更為合理的直線參數(shù)方程的推導過程,希望能夠對各位老師或同學研究直線的參數(shù)方程略有幫助,若有不當之處歡迎各位老師和同學批評指正。
首先,我們先回顧曲線的參數(shù)方程的定義:
設在平面上取定了一個直角坐標系xoy把坐標表示為第三個變量t的函數(shù),并且對于t的每一個值,由所確定的點都在一條曲線C上,而曲線C上的任意一點上都可由t得某個值通過得到,則稱就叫做這條曲線的參數(shù)方程。其中,變量t叫做參數(shù)。
下面,我們來研究直線的參數(shù)方程及其應用。
已知直線l經(jīng)過定點,傾斜角為,設直線l上異于定點的任意一點。
若點M位于定點M0的上側,如圖1,設,則有,從而始終有下式成立。
若點M位于定點M0的下側,如圖2,設,則有,從而始終有下式成立。
當直線主要經(jīng)過二、四象限時,研究方法相同。
結合以上情況,我們就可以得到直線的參數(shù)方程:
參數(shù)t的幾何意義:
(1)|t|表示參數(shù)t對應的點到M定點M0的距離,即。
(2)因為傾斜角,所以,因此,當參數(shù)時,表示點M位于定點M0的上側;當參數(shù)時,表示點M位于定點M0的下側。
新知體驗:
(1)分別求時對應的點
(2)求直線l的傾斜角;
(3)求直線l上的點對應的參數(shù)t,并說明t的幾何意義.
例題2:已知直線L經(jīng)過點、傾斜角為,
1)求直線l的參數(shù)方程;
(2)求直線l和直線的交點到點的距離。
二、常用結論:
已知,直線l:(t為參數(shù))與曲線交于兩點A,B兩點,對應的參數(shù)分別為ti,t2,則
說明:因為參數(shù)方程本質上仍為直角坐標方程,因此中點公式依然成立。在本文中就不加以證明了。
例3:經(jīng)過點,傾斜角為的直線l與圓相交于兩點A,B,求的值。
(1)求
(2)求的中點M的坐標及.(答案:16,(6,4),